近年来，我国新能源汽车市场蓬勃发展，就连大互联网大厂也纷纷涉足新能源汽车行业，电动车汽车的保有量迅速增加，充电桩的需求也呈爆发式增长，“每5辆车就有2个充电桩”。充电桩安全也日益受到社会的广泛关注。国家能源局组织制定了强制性国家标准GB39752-2024《电动汽车供电设备安全要求》于2025年8月正式实施。新标准明确规定了充电桩必须具备漏电保护功能，以防止触电事故的发生。下文仅就基于磁通门技术的电流传感器如何应用于充电桩直流漏电防护。
电动汽车充电桩是为新能源汽车提供电能补给的设备。按充电类型分为交流充电桩和直流充电桩。交流充电桩一般安装在自家车库上，属于慢充。直流充电桩一般安装在公共场所，如商业停车场、高速公路服务区等，以满足快速充电需求。
据中国电动汽车充电基础设施促进联盟数据显示，截至2025年7月底，我国电动汽车充电基础设施（枪）总数达到1669.6万个，同比增长53％。我国已建成全球最大的电动汽车充电网络。
漏电是指电流通过非预期路径流动的现象，可能导致触电事故或电气火灾。电动汽车充电桩漏电主要原因有：
l 设备老化与线路问题
充电桩长期使用后，电路可能因接触不良、绝缘层破损或部件老化导致漏电，触发漏电保护开关跳闸。
部分充电桩存在接地不当、绝缘异常等问题，无法在漏电时及时断电，增加触电风险。
l 环境与安装因素
潮湿环境或线缆受潮易引发短路，高温或过载也会导致保护装置动作。
安装不规范（如线缆拼接不当、漏保选型错误）可能引发虚接、电阻增大，进而发热甚至起火。
l 高压快充的潜在危险
直流快充桩电压可达750V，若地线失效或绝缘故障，漏电后果更严重。
充电枪头破损或锁具失效时，高压裸露部分可能直接导致电击。
《电动汽车供电设备安全要求》新规第5.3.要求充电桩必须配备剩余电流保护器（RCD）或等效监测装置，剩余电流保护器(装置)的额定剩余动作电流IΔn不应超过30mA，对直流/交流充电设备均提出严格要求。以下是充电桩漏电防护方案对比：
方案 | 原理 | 优点 | 缺点 |
A型RCD | 检测交流剩余电流 | 成本低，技术成熟 | 无法检测直流漏电/脉动直流漏电 |
B型RCD | 检测交流+直流剩余电流 | 全面覆盖漏电类型 | 成本高，体积大，动作阈值高 |
绝缘监测装置 | 实时监测绝缘电阻 | 适用于直流系统 | 需配合断路器，响应速度慢 |
剩余电流保护装置（RCD）是RCD的全称是Residual Current Device 剩余电流装置，充电RCD是充电桩中用于监测漏电并快速切断电源的安全装置，核心功能是防止触电、设备损坏及电气火灾。其工作原理是通过检测相线（L）与中性线（N）的电流差，当差值超过阈值（如30mA）时，在毫秒级内切断电路。
交流回路会出现直流泄漏电流：
1）电网交流输入侧发生接地故障时，会导致出现与电网频率相同的正弦交流剩余电流；
2）交流 / 直流整流器部分发生接地故障：这会导致出现脉动直流剩余电流；
3）直流 / 直流转换器部分发生接地故障：这会导致出现平滑直流剩余电流。
直流漏电具有以下特点：
l 电流小：通常为mA级，但持续性强，易累积成安全隐患。
l 隐蔽性强：传统RCD无法检测，需专用传感器+算法实现早期预警。
而且，RCD对平滑直流漏电无效，易遗漏隐患；另外GB 39752—2024明确要求：
l 直流充电桩需实时监测漏电流，动作阈值≤6mA。
l 多回路桩需独立监测，防止粘连故障。
因此，这里引用一个高精度漏电流监测方案：基于磁通门技术的电流传感器，用于直流剩余电流精准测量。
l 直流充电桩母排漏电监测。
l 多车辆桩回路隔离与漏电告警
充电桩直流漏电流检测系统框架图
现在国内有许多高精度、宽量程与宽频响、高稳定性和低温漂的磁通门电流传感器，而且100%国产化，兼容国际主流传感器型号，以芯森电子FR2V系列为例，其包含有：FR2V 0.01 H00、FR2V 0.02 H00 、FR2V 0.05 H00 、FR2V 0.10 H00 、FR2V 0.20 H00 、FR2V 0.30 H00 型号，剩余电流测量范围从0.01-0.3A。符合新规的设计亮点有：
l 高灵敏度：
检测微小直流漏电（如绝缘老化初期），满足≤6mA监测要求。
l 电气隔离：
原副边7.2mm爬电距离，符合加强绝缘标准（IEC 61800-5-1）。
l 快速响应：
500ms内输出电压信号，配合控制系统瞬时断电。
方案 | FR2V H00 | 传统 RCD | B 型 RCD |
检测范围 | ±15mA/±75mA | 30mA 起 | 30mA 起 |
响应时间 | ≤500ms | ≥20ms | ≥20ms |
精度 | ±0.5% | ±10% | ±10% |
适用电流类型 | 直流 + 交流 | 仅交流 | 直流 + 交流 |
成本 | 中等 | 低 | 高 |
体积 | 小 | 小 | 大 |
早期预警 | 支持 | 不支持 | 不支持 |
l 与RCD配合：FR2V监测漏电流→输出模拟信号→触发RCD或报警，可实现FR2V 早期预警以及RCD 紧急断电的双重保护。
l 多回路监测：每路充电回路配置1个FR2V，实现独立漏电保护。
· 背景：某充电站直流快充桩频繁出现绝缘老化导致的漏电，传统 RCD 无法检测。
· 解决方案：
o 在直流母排安装 FR2V 0.05 H00，实时监测漏电流。
o 设定6mA 预警阈值，超过时触发继电器断电。
· 效果：
o 漏电故障检出率提升 95%。
o 平均响应时间缩短至 1s 内。
· 背景：
o 光伏储能系统直流侧绝缘下降，导致对地漏电，存在安全隐患。
· 解决方案：
o 在直流母排安装 FR2V 0.10 H00。
o 结合绝缘监测仪，实现双重保护。
· 效果：
o 绝缘故障预警时间提前 24 小时。
o 避免了 3 起潜在触电事故。
总结：
磁通门传感器凭借其高精度、快速响应、提前预警特点，为直流充电桩的漏电监测提供了精准解决方案。与传统 RCD 配合，可实现双重保护，满足 GB 39752—2024 等安全标准要求。对于充电桩运营商和设备制造商而言，FR2V H00 不仅是合规的必要选择，更是安全的坚实保障。
